CN109348352A - 佩戴及触控检测电路与耳机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种用于入耳式装置的佩戴及触控检测电路与耳机，所述佩戴及触控检测电路包括佩戴感应电路、触控感应电路、以及控制电路。所述佩戴感应电路用于供接触以感应所述入耳式装置是否被佩戴，所述触控感应电路用于感应触摸操作。本发明技术方案通过设置佩戴感应电路以及触控感应电路以实现检测用户对入耳式设备的佩戴以及触控，由于所述佩戴感应电路以及触控感应电路均是通过与用户发生接触，以生成相应地佩戴感应信号和触控感应信号，因此在提高了佩戴检测以及触控检测准确性的同时，有效地降低了入耳式设备的结构和设计难度，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及声学设备领域，特别涉及一种用于入耳式装置的佩戴及触控检测电路与耳机。
背景技术
近几年，智能可穿戴产品发展火爆，尤其是以运动耳机、心率耳机为代表的入耳式电子产品；入耳式电子产品，大部分情况下，其功能比如生理参数采集、音频控制等只有在入耳式电子产品佩戴成功后，才起作用，从耳朵上摘下后，希望相关的数据采集及音频功能可以停止，从而降低入耳式电子产品的功耗，延长续航能力。
目前最常用的佩戴检测方式是通过红外传感器感知是否被遮挡或接触，以此判定是否佩戴成功，或者通过红外传感器配合运动传感器，在感知遮挡或接触的基础上，配合运动检测，来决定是否佩戴成功；然而这两种佩戴检测方案，都需要使用红外传感器，然而在利用红外传感器进行检测时，需要在入耳式设备的外壳上进行打孔，并且结构设计和产线组装难度较高，影响了生产效率且提高了生产成本。
发明内容
本发明的主要目的是提出一种佩戴及触控检测电路与耳机，旨在提高佩戴检测准确性的同时，提高生产效率，节约生产成本。
为实现上述目的，本发明提出的一种用于入耳式装置的佩戴及触控检测电路，其特征在于，包括：
佩戴感应电路，用于供接触以感应所述入耳式装置是否被佩戴，且根据佩戴结果输出佩戴感应信号；
触控感应电路，用于感应触摸操作，并根据所述触摸操作输出触控感应信号；
控制电路，与所述佩戴感应电路和所述触控感应电路均电连接，以根据所述佩戴感应信号和触控感应信号，控制所述入耳式装置工作。
优选地，所述控制电路包括触摸信号处理电路，以及控制器；
所述触摸信号处理电路，与所述佩戴感应电路和所述触控感应电路均电连接，且根据接收到的所述佩戴感应信号和触控感应信号，输出相应的数字信号；
所述控制器与所述触摸信号处理电路电连接，根据接收到的所述数字信号，控制所述入耳式装置工作。
优选地，所述触摸信号处理电路包括触摸信号处理芯片，和/或
所述控制器包括蓝牙控制芯片。
优选地，所述触摸信号处理电路具有佩戴信号检测端以及触控信号检测端；
所述佩戴信号检测端与所述佩戴感应电路电连接，所述触控信号检测端与所述触控感应电路电连接。
优选地，所述佩戴感应电路和/或所述触控感应电路呈柔性电路板设置。
本发明还提出一种耳机，包括耳机主体，以及所述的佩戴及触控检测电路；
所述耳机主体表面具有佩戴感应区以及触控感应区，所述佩戴感应区对应所述佩戴及触控检测电路的佩戴感应电路设置，所述触控感应区对应所述佩戴及触控检测电路的触控感应电路设置；
所述耳机主体内具有容纳腔，所述佩戴及触控检测电路容置于所述容纳腔内。
优选地，所述触控感应区有多个且依次排列，以用于感应滑动触摸操作。
优选地，所述耳机主体包括耳塞以及与所述耳塞连接的耳机柄，所述耳塞的前部设有出音孔；
所述佩戴感应区分布于所述耳塞表面，且靠近所述出音孔；
所述触控感应区分布于所述耳机柄表面。
优选地，所述佩戴感应区自所述耳机前侧朝后侧呈渐阔设置。
优选地，所述耳机主体包括壳体，所述壳体的前部形成有入耳区；
所述佩戴感应区位于所述壳体的侧部和/或所述壳体的后部，
所述触控感应区位于所述壳体的侧部和/或所述壳体的后部。
本发明技术方案通过设置佩戴感应电路以及触控感应电路以实现检测用户对入耳式设备的佩戴以及触控，由于所述佩戴感应电路以及触控感应电路均是通过与用户发生接触，以生成相应地佩戴感应信号和触控感应信号，进而由所述控制电路进行处理，因此不需额外设置类似红外传感器的佩戴检测装置，仅需要由控制电路进行触摸信号的处理，进而对所述入耳式设备进行相应的控制，在提高了佩戴检测以及触控检测准确性的同时，有效地降低了入耳式设备的结构和设计难度，降低了生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明佩戴及触控检测电路的电路结构框图；
图2为本发明耳机一实施例的结构示意图；
图3为本发明耳机另一实施例的结构示意图。
附图标号说明：
| 标号 | 名称 | 标号 | 名称 |
| 100 | 佩戴及触控检测电路 | 50 | 佩戴感应区 |
| 10 | 佩戴感应电路 | 60 | 触控感应区 |
| 20 | 触控感应电路 | 41 | 耳塞 |
| 30 | 控制电路 | 42 | 耳机柄 |
| 31 | 触摸信号处理电路 | 43 | 出音孔 |
| 32 | 控制器 | 44 | 入耳区 |
| 200 | 耳机 | 45 | 壳体 |
| 40 | 耳机主体 |
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有““第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
本发明提出一种用于入耳式装置的佩戴及触控检测电路100。所述入耳式装置可以为麦克风、耳机等，所述入耳式装置可供用户佩戴至耳朵内以工作；请参阅图1，本申请中所述佩戴及触控检测电路100包括佩戴感应电路10、触控感应电路20、以及控制电路30。所述佩戴感应电路10用于供接触以感应所述入耳式装置是否被佩戴，并且根据佩戴结果输出佩戴感应信号；所述触控感应电路20，用于感应触摸操作，并根据所述触摸操作输出触控感应信号，所述控制电路30与所述佩戴感应电路10、所述触控感应电路20均电连接，以根据所述佩戴感应信号和触控感应信号，控制所述入耳式装置工作。需要说明的是，与所述佩戴感应电路10和所述触控感应电路20接触时，可以为直接接触或间接被接触。
所述佩戴感应电路10通过与人体接触以产生感应信号，当所述入耳式装置伸入耳内时，所述佩戴式感应电路通过与耳内皮肤发生接触，从而产生一佩戴感应信号至所述控制电路30，所述控制电路30以此判断所述入耳式设备已佩戴成功，从而控制所述入耳式装置进行播放音乐、检测心率等操作。所述佩戴式感应电路在此优选为基于电容式感应的电路，其可以是电容式感应传感器，于本申请中，为了节省所述佩戴及触控检测电路100的体积，且能够依据入耳式设备形状以及佩戴方式的不同，实现灵活设置所述佩戴感应电路10的感应面积的目的，因此本申请中，设置所述佩戴感应电路10呈FPC(Flexible PrintedCircuit，柔性电路板)；柔性电路板具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好等优点，通过使用所述柔性电路板形成所述佩戴感应电路10，能够有效地减轻所述入耳式设备的重量、降低体积以及提升产品可靠性。在一实施例中，根据电容感应原理，所述FPC形式的佩戴感应电路10具有两极板，一极形成接地层，另一极设置金属层，所述金属层设置的位置需要根据所述佩戴感应电路10置于所述入耳式设备内的位置，以及所述入耳式设备佩戴至耳内的位置确定；所述金属层与所述接地层形成电容，当金属层被挤压或与导电体接触时，该电容的容值会发生变化，进而引起该电容的电压变化，因此所述电容的电压变化量体现了用户是否进行了佩戴所述入耳式设备。所述控制电路30通过所述电容的电压变化量来控制所述入耳式设备工作。
所述触控感应电路20用于接收用户的触摸操作，所述触摸动作所对应的操作指令为预设的，用户通过发出某一触摸操作，从而使所述入耳式设备执行相应的指令。当所述触控感应电路20感应到触摸操作时，其会根据触摸操作的不同而对于输出触控感应信号至所述控制电路30。所述触控感应电路20在此优选为基于电容式感应的电路，其可以是电容式感应传感器，与本申请中，为了节省所述佩戴及触控检测电路100的体积，且能够依据入耳式设备的形状不同，实现灵活设置所述触控感应电路20的感应面积的设计，因此本申请中，设置所述触控感应电路20呈FPC(Flexible Printed Circuit，柔性电路板)；柔性电路板具有配线密度高、重量轻、厚度薄、弯折性好等优点，通过使用所述柔性电路板形成所述佩戴感应电路10，能够有效地减轻所述入耳式设备的重量、降低体积以及提升产品可靠性。所述FPC形式的触控感应电路20与所述FPC形式的佩戴感应电路10在工作原理上相同，在此不做赘述。
由于所述佩戴感应电路10以及触控感应电路20是通过与用户发生接触，进而生成所述佩戴感应信号和所述触控感应信号。当将所述FPC形式的触控感应电路20应用于入耳式设备时，由于FPC能够设置于靠近入耳式设备壳体内表面处，当用户与所述入耳式设备发生接触时，相应壳体的位置会发生变形进而通过接触将压力传递给所述壳体内侧的佩戴感应电路10，以使所述佩戴感应电路10检测到所述入耳式设备是否被佩戴，进而输出佩戴感应信号
需要说明的是，本申请中，可以通过设置所述触控感应电路20的感应面积，形状，和/或所述控制电路30通过相应的算法，以实现区别所述入耳式设备是否被佩戴。可以理解的是，本申请技术方案不需要像类似现有技术中，需要在所述入耳式设备的壳体上做打孔操作的方案，不仅节约了红外感应芯片，还能够降低入耳式设备的结构和设计难度，有效地降低成本。并且本申请技术方案必须要通过接触才能够感知到所述入耳式设备是否处于佩戴状态，有效地避免多种误触发场景，不会由于所述入耳式设备放置于口袋、桌面等时发生遮挡，而造成错误认定为佩戴状态，有效地提高了佩戴检测的准确性。
所述控制电路30能够接收所述佩戴感应电路10输出的佩戴感应信号以及所述触控感应电路20输出的触控感应信号，具体地，所述控制电路30能够将所述佩戴感应信号以及所述触控感应信号相应处理成数字信号，再进一步对所述数字信号进行处理，根据所述数字信号对所述入耳式设备进行相应的控制，以满足用户的需求。
本申请中，所述控制电路30可以由分立元件搭接而成的电路，也可以是集成电路(芯片)，只要是能够实现对触摸信号进行处理并生成对应的控制信号的电路及芯片都在本发明的保护范围之内。
本发明技术方案通过设置佩戴感应电路10以及触控感应电路20以实现检测用户对入耳式设备的佩戴以及触控，由于所述佩戴感应电路10以及触控感应电路20均是通过与用户发生接触，以生成相应地佩戴感应信号和触控感应信号，进而由所述控制电路30进行处理，因此不需额外设置类似红外传感器的佩戴检测装置，仅需要由控制电路30进行触摸信号的处理，进而对所述入耳式设备进行相应的控制，在提高了佩戴检测以及触控检测准确性的同时，有效地降低了入耳式设备的结构和设计难度，降低了生产成本。
本发明技术方案中，所述控制电路30包括触摸信号处理电路31，以及控制器32；所述触摸信号处理电路31与所述佩戴感应电路10和所述触控感应电路20均电连接，且根据接收到的所述佩戴感应信号和触控感应信号，输出相应的数字信号；所述控制器32与所述触摸信号处理电路31电连接，根据接收到的所述数字信号，控制所述入耳式装置工作。即本方案中，所述触摸信号处理电路31能够同时实现对佩戴感应信号的处理，以及对触控感应信号的处理，实现触控和佩戴检测二合一的技术效果。为了进一步提高对所述佩戴感应信号和触控感应信号的处理速度、精度，以准确判断用户的佩戴操作和触控操作，本申请中所述触摸信号处理电路31包括触摸信号处理芯片。所述控制器32包括蓝牙控制芯片。触摸信号处理芯片和蓝牙控制芯片的使用能够有效地提高所述佩戴及触控检测电路100的工作稳定性，而且能进一步减小所述入耳式设备的体积。
所述触摸信号处理电路31具有佩戴信号检测端以及触控信号检测端；所述佩戴信号检测端与所述佩戴感应电路10电连接，所述触控信号检测端与所述触控感应电路20电连接。当所述触摸信号处理电路31为触摸信号处理芯片时，通过所述触摸信号处理芯片的ADC检测端进行合理的划分，既要保证满足佩戴监测点的采样，又要实现人机交互的多种触摸功能。在一实施例中，分配所述触摸信号处理芯片的其中两个ADC接口用作与所述佩戴感应电路10电连接，分配三个ADC接口与所述触控感应电路20电连接。由于佩戴和触控要求的感应灵敏度不同，需要佩戴检测和触控检测对应的ADC对应采取适合的阈值，以使所述触摸信号处理芯片能够准确识别用户的佩戴操作和触控操作。
在一实施例中，所述触摸信号处理芯片与所述蓝牙控制芯片可以通过串行通信总线进行连接，当所述触摸信号处理芯片检测到所述佩戴感应信号或触控感应信号时，所述触摸信号处理芯片对所述佩戴感应信号或触控感应信号进行处理，并进一步识别是否为所述入耳式设备被佩戴或被触控，当确认为被佩戴或被触控时，所述触摸信号处理芯片发出一中断信号至所述蓝牙控制芯片，所述蓝牙控制芯片通过串行通信总线读取所述触摸信号处理芯片的确认结果，并根据该结果控制所述入耳式设备工作。
本发明还提出一种耳机200，所述耳机200为无线耳机，例如TWS(True WirelessStereo)耳机200，所述耳机200包括耳机主体40，以及所述的触控及佩戴感应电路10；由于所述耳机200采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。具体地，所述耳机主体40表面具有佩戴感应区50以及触控感应区60，所述佩戴感应区50对应所述触控及佩戴感应电路10的佩戴感应电路10设置，所述触控感应区60对应所述触控及佩戴感应电路10的触控感应电路20设置；所述耳机主体40内具有容纳腔，所述触控及佩戴感应电路10容置于所述容纳腔内。在一实施例中，所述耳机200包括壳体，所述壳体内形成所述容纳腔，所述佩戴感应电路10以及所述触控感应电路20设置与所述壳体内侧，且靠近所述壳体内表面设置，以使所述耳机200在被佩戴或被触控时，用户与所述壳体接触而对所述壳体产生的压力可以传递至所述佩戴感应电路10以及所述触控感应电路20。所述佩戴感应电路10以及所述触控感应电路20具体工作方式可以参照上述实施例，在此不做赘述。可以理解的是，所述触控及佩戴感应电路10的触摸信号处理电路31和所述控制电路30为PCB板，所述FPC形式的佩戴感应电路10和触控感应电路20分布于特定的位置。
进一步地，所述佩戴感应区50以及触控感应区60均可以设置有多个。本申请中所述触控感应电路20可以识别用户按压力度、按压时间等所对应的不同控制指令，为了进一步丰富所述耳机200的人机交互功能，本方案中所述触控感应区60有多个且依次排列，以用于检测滑动触摸操作。通过检测用户接触所述触控感应区60的时序，能够实现检测用户的滑动触摸操作。因此，用户可以通过执行滑动触控操作，以控制所述耳机200实现更多的功能，当然，所述滑动触控操作与其对应的功能可以是耳机200在出厂时已预设的，也可以是用户自己通过设置预先来进行设定的。
在一实施例中，请参阅图2，所述耳机主体40包括耳塞41以及与所述耳塞41连接的耳机柄42，所述耳塞41上设有出音孔43；所述佩戴感应区50分布于所述耳塞41表面，且靠近所述出音孔43；所述触控感应区60分布于所述耳机柄42表面。在此需要说明的是，所述佩戴感应区50的位置和面积优选依照人体工学进行设计，使得所述耳机200在佩戴至耳内时，所述佩戴感应区50能够较多的与耳内皮肤产生接触，从而使所述佩戴感应电路10更为准确的检测到。
优选地，所述佩戴感应区50自所述耳机200前侧朝后侧呈渐阔设置。需要说明的是，所述“前”、“后”根据耳机200正常佩戴至耳内时的方位为准，所述耳机200朝向耳内的方向为“前”，所述耳机200背离所述耳内的一侧为“后”。所述佩戴感应区50优选大致呈扇形设置。所述触控感应区60的形状可以为长条形、圆形或不规则形状，优选地，所述触控感应区60呈长条形，且当所述触控感应区60有多个时，多个所述触控感应区60沿所述耳柄的长度方向依次排列。
在另一实施例中，请参阅图3，所述耳机200为豆状耳机200，所述耳机主体40包括壳体45，所述壳体45的前部形成有入耳区44；所述佩戴感应区50位于所述壳体45的侧部和/或所述壳体45的后部，所述触控感应区60位于所述壳体45的侧部和/或所述壳体45的后部。具体地，所述豆状耳机200包括前壳和后壳，所述前壳和所述后壳围合形成一腔体，所述入耳区44设于所述前壳前端，且呈凸设的球状，所述后壳的后表面呈一平面，所述触控感应区60设于所述平面上，所述佩戴感应区50设于所述壳体45侧部。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种用于入耳式装置的佩戴及触控检测电路，其特征在于，包括：
佩戴感应电路，用于供接触以感应所述入耳式装置是否被佩戴，且根据佩戴结果输出佩戴感应信号；
触控感应电路，用于感应触摸操作，并根据所述触摸操作输出触控感应信号；
控制电路，与所述佩戴感应电路和所述触控感应电路均电连接，以根据所述佩戴感应信号和触控感应信号，控制所述入耳式装置工作。
2.如权利要求1所述的用于入耳式装置的佩戴及触控检测电路，其特征在于，所述控制电路包括触摸信号处理电路，以及控制器；
所述触摸信号处理电路，与所述佩戴感应电路和所述触控感应电路均电连接，且根据接收到的所述佩戴感应信号和触控感应信号，输出相应的数字信号；
所述控制器与所述触摸信号处理电路电连接，根据接收到的所述数字信号，控制所述入耳式装置工作。
3.如权利要求2所述的用于入耳式装置的佩戴及触控检测电路，其特征在于，所述触摸信号处理电路包括触摸信号处理芯片，和/或
所述控制器包括蓝牙控制芯片。
4.如权利要求2所述的用于入耳式装置的佩戴及触控检测电路，其特征在于，其特征在于，所述触摸信号处理电路具有佩戴信号检测端以及触控信号检测端；
所述佩戴信号检测端与所述佩戴感应电路电连接，所述触控信号检测端与所述触控感应电路电连接。
5.如权利要求1至4任意一项所述的用于入耳式装置的佩戴及触控检测电路，其特征在于，所述佩戴感应电路和/或所述触控感应电路呈柔性电路板设置。
6.一种耳机，其特征在于，包括耳机主体，以及如权利要求1至5任意一项所述的佩戴及触控检测电路；
所述耳机主体表面具有佩戴感应区以及触控感应区，所述佩戴感应区对应所述佩戴及触控检测电路的佩戴感应电路设置，所述触控感应区对应所述佩戴及触控检测电路的触控感应电路设置；
所述耳机主体内具有容纳腔，所述佩戴及触控检测电路容置于所述容纳腔内。
7.如权利要求6所述耳机，其特征在于，所述触控感应区有多个且依次排列，以用于感应滑动触摸操作。
8.如权利要求6或7所述耳机，其特征在于，所述耳机主体包括耳塞以及与所述耳塞连接的耳机柄，所述耳塞的前部设有出音孔；
所述佩戴感应区分布于所述耳塞表面，且靠近所述出音孔；
所述触控感应区分布于所述耳机柄表面。
9.如权利要求8所述耳机，其特征在于，所述佩戴感应区自所述耳机前侧朝后侧呈渐阔设置。
10.如权利要求6或7所述耳机，其特征在于，所述耳机主体包括壳体，所述壳体的前部形成有入耳区；
所述佩戴感应区位于所述壳体的侧部和/或所述壳体的后部，
所述触控感应区位于所述壳体的侧部和/或所述壳体的后部。
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